ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предельная информационная емкость и пропускная способность голографических систем из "Передача и обработка информации голографическими методами " При рассмотрении информационных характеристик голографической системы прежде всего должны быть установлены предельные возможности передачи информации для идеальных голографических систем [21]. Под идеальными понимаем такие системы, потери информации в которых устанавливаются только принципиально неустранимыми причинами. Знание информационных характеристик идеальных голографических систем необходимо не только для оценки достижимого предела передачи информации, но и для того, чтобы иметь возможность сравнить голографические системы с привычными для нас линзовыми по способности передавать информацию об объекте. [c.62] Удобными для оценки характеристиками при этом могут являться информационная пропускная способность используемой системы и информационная емкость ее отдельных звеньев. [c.62] Оценим сперва информационную емкость голограммы. Не являясь изображением объекта, голограмма, как это отмечалось, содержит более разнообразную информацию об объекте, чем та, которая может быть записана в плоском его изображении. Вместе с тем голограмма, как и всякая другая запись, непосредственно содержит только распределение по поверхности откликов на суммарную интенсивность света в каждом элементарном участке светового поля, соприкасающегося с элементарным участком поверхности голограммы. При соответствующей схеме формирования светового поля на поверхности голограммы в процессе восстановления волнового фронта, вообще говоря, можно выделить все компоненты информации об объекте, так что в записанной на голограмме информации может содержаться и вся информация, определяемая выражением (2.1.6). [c.63] Здесь величина N ,y определяется разрешающей способностью и размерами записывающего материала, а т — его динамическим диапазоном и полутоновым разрешением. [c.63] Следует отметить, что информационная емкость записывающих материалов, создаваемых в настоящее время, все возрастает. Так, достаточно распространенными являются фотографические материалы с разрешением до 2000—3000 лин/мм. Такие фотоматериалы позволяют записывать на них информацию до 10 бит/см (при т=1, Iog2(m+l) = l) и до 10 ° бит/см (при m l). Однако это далеко не предел. Уже существуют материалы с измеренной разреилаюшей способностью до 10 000 лин/мм [23], соответственно с плотностью записи еще на порядок выше. [c.63] Для упрощения рассуждений примем также, что имеется только один отличный от нуля уровень tn=, передается бинарная информация Iog2(m+I)=iI). Такое предположение не скажется существенным образом на оценке, так как т стоит под знаком логарифма и при увеличении т на три порядка (до 1000) информационная емкость увеличивается всего на порядсйс. [c.64] Предположим, что световой поток проходит голограмму размером DxXDy. Угловая неопределенность в одном из направлений (горизонтальном или вертикальном) определится выражением для дифракции от отверстия и окажется Аа klD. [c.64] В действительности объем переносимой информации окажется меньше даже и в безаберрационном случае, так как в большинстве реализуемых в настоящее время методов голографии восстанавливается не только изображение, соответствующее одной из волн первых порядков дифракции на голограмме, но и изображения другого первого порядка, нулевого и часть изображения более высоких порядков — положительных и отрицательных. [c.66] Величина 7=jV Iog2(m-f 1) может оказаться всего в несколько раз больше т. е. влияние шумов и ограниченность динамического диапазона материала не позволяет получить большое количество градаций т. Вместе с тем, любое отступление от идеальных условий записи и восстановления изображения существенно уменьшает занимаемое под изображение угловое пространство и увеличивает потери информации, в связи с чем плотность действительной записи информации оказывается существенно меньше. [c.66] Этот вывод справедлив и для случая, если мы разнообразим виды информации и будем записывать также распределение световой энергии, например, по длинам волн. Можно записать на голограмме не только информацию о распределении интенсивностей по координатам и углам для одной длины волны A,i, но и наложить на эту запись еще заннсн того же рода информации для длин волн А,2, 3, 4 и Т. Д. Если в процессе восстановления волнового фронта освещать голограмму опорными пучками с длинами волн А,], %2, и т. д., то записанная информация восстановится полностью и без искажений лишь при условии, что области пространственных частот в голограмме, несущие информацию для каждой %, не должны перекрываться (чего можно, например, достигнуть соответствующим образом устанавливая углы между опорным и сигнальным пучком). При этом общее максимальное количество восстановленной информации при записи на разных д.чипах волн будет во всяком случае не больше, чем при записи на одной длине волны. [c.67] Здесь рассматривались два звена голографической системы записи и восстановления волнового фронта— и установлено, что ограничивающим информационную емкость в случае сверхвысокой разрешающей способности материала является звено восстановления. Но, кроме того, имеется звено формирования светового поля объекта и опорного пучка, информационная емкость которого при оптимальной реализации формирования поля ограничивается не больше, чем емкость звена восстановления. [c.67] Поэтому можно считать, что информационная емкость идеальной системы определяется последним звеном и, следовательно, приведенные цифры относятся и ко всей голографической системе. [c.67] Дл5- оценки возможностей голографических методов передачи информации чрезвычайно важно оценить информационные емкость и пропускную способность реальных голографических систем. Такую оценку можно произвести только в результате расчетов потерь пнфор-кации в голографической системе. В свою очередь, рассчитать потерн информации можно только при наличии достаточно полных данных о характеристиках голографической системы. [c.68] В следующей главе рассматриваются характеристики системы, от которых так или иначе зависит объем теряемой в системе информации. [c.68] Некоторые характеристики материалов для записи голограмм рассматриваются в гл. 4. [c.68] Вернуться к основной статье